嫦六奔月隨筆

王剛

一、為什么要五天今天在電視上看嫦娥六號發(fā)射實況，解說中說到：長征五號二級火箭第二次關機時，速度接近第二宇宙速度（11.2公里/秒）。我們暫且假設是11公里/秒，地月相距約380000公里，算起來34545秒即可到達。這么說只要10個小時就能飛完全程，可是為什么都說需要5天呢？按照5天行程來算，只要每秒2公里的速度就可以了。這確是一個挺有意思的問題。這個問題是不是可以這樣解釋：1.地月轉移軌道是一個極其扁長的橢圓軌道，其短軸只有一萬多公里，而長軸卻達38萬公里。2.長征五號二級火箭第二次關機時，正處于上述軌道的近地點。3.嫦娥六號在這個軌道上并不是勻速運動的（如果是圓形軌道，那么基本上是勻速運動的），越是扁長的橢圓軌道，運動的速度變化越大：近地點速度最大，遠地點速度最小。4.理論上遠地點速度應該歸零，然后就被地球引力再拉回來，然后越跑越快，到近地點再次接近第二宇宙速度，再次掠過地球，周而復始。5.因此嫦娥六號奔月的過程，是一個不斷減速的過程，它越跑越慢，所以需要跑5天之久。（寫于2024-5-3） 二、火箭滑行后再點火 這次把嫦娥六號送入軌道的長征五號火箭，是一個二級半架構，其二級火箭前后分別兩次點火，第一次關機到第二次點火，之間有很長一段（大約10分鐘）滑行時間，這是為什么？ 我們都知道，地月轉移軌道是一個扁長的橢圓軌道，地球是這個橢圓的一個焦點，而月球靠近另一個焦點。但是地球和月球是相對運動著的，以地球為一個焦點，畫一個扁長的橢圓未必能把月球包絡在里面。要想把月球包絡進來，一定是有很多條件的，其中最主要的兩個是速度和近地點。其中速度是靠火箭工作推力和工作時長來決定的，而近地點則是相對固定的（應該是在月地連線的延長線上）。所以那段滑行時間，是在等待一個恰當的時間點，使得第二次關機時正好處于理想的地月轉移軌道的近地點。（寫于2024-5-3） 三、火箭構型 小時候看《十萬個為什么》，知道''三級火箭''這個名目。每一級火箭里面，最主要的體積和重量都是來自于火箭燃料。為了使航天器達到要求的速度，就必須有足夠的燃料。然而燃料多，必然火箭也要大，所帶的燃料有很大一部分用來推舉那龐大的火箭了，這不是很浪費嗎？所以就有了火箭分級這個辦法：一級火箭中的燃料燒完了，隨手把這級空了的火箭扔了，下一級火箭開始做功的時候就輕裝上陣了。 那么這次的長征五號火箭的''兩級半''架構又是怎么回事呢？就是在它的芯一級火箭上捆綁了四個助推器，這四個助推器相當于半級。芯一級、芯二級，再加上助推器就是兩級半了。 其實如果把四個助推器換成兩個，也叫兩級半架構，如果不要芯二級，則是一級半架構了。一切都看任務的需要，這就是模塊化設計。（寫于2024-5-4） 四、天上的街市遠遠的街燈明了，好像閃著無數的明星。天上的明星現了，好像點著無數的街燈。我想那縹緲的空中，定然有美麗的街市。街市上陳列的一些物品，定然是世上沒有的珍奇。你看，那淺淺的天河，定然是不甚寬廣。那隔河的牛郎織女，定能夠騎著牛兒來往。我想他們此刻，定然在天街閑游。不信，請看那朵流星，是他們提著燈籠在走。 上面是郭沫若先生的著名詩篇，記得還是初中語文課本上讀過的。現在我們國家的航天事業(yè)突飛猛進，前些天是神舟十七號、十八號在空間站現場交接班，如今又是嫦娥六號月背取樣。真的是趕集一樣，想去就去，想回就回。郭老先生半個多世紀前的奇思妙想，如今已經是現實！（寫于2024-5-4） 五、嫦娥六號這是嫦娥六號的全貌： 　　從上至下依次是：1.上升器。黑色部分后面（黑色部分是太陽能板），用于從月球起飛，之后與軌道器會合。2.著陸器。白色帶四條腿。上升器、著陸器一起著陸月面，執(zhí)行完任務后，上升器起飛，與軌道器會合，著陸器就留在月面了。3.返回器。藏在黃色錐狀體中，是最終返回地面的那一部分。4.軌道器。最下面的黃色部分，也是整個嫦娥六號的動力部分，直到把返回器送回地球軌道，與返回器脫離后，它才算完成所有任務。 和停在旁邊的卡車比一比，就看出嫦娥六號的塊頭還真不算小。 （寫于2024-5-5）六、鵲橋二號 在發(fā)射嫦娥六號之前，先發(fā)射了鵲橋二號。作為一顆中繼通訊衛(wèi)星，它被安置在地月拉格朗日點。在這里，它所有時間都可以同時與地球和月背的嫦娥六號實現通訊，而且因為這里是地月相互引力的平衡點，所以在這里維持特定軌道所需燃料最為節(jié)省。鵲橋二號到位后，已經和原來在月球背面的嫦娥四號以及玉兔二號月球車建立了通訊聯(lián)系，甚至還和尚未發(fā)射的嫦娥六號也建立了通訊聯(lián)系。鵲橋二號的設計壽命是8年，它后面還要為嫦娥七號、八號服務。順帶提一下，地球上空也有我們的三顆中繼通訊衛(wèi)星，它們和鵲橋中繼通訊衛(wèi)星配合形成我國地月通訊網絡。（寫于2024-5-6） 七、浮槎 晉代張華《博物志》記載：有人發(fā)現黃河入?？诿磕甓紩懈￠叮痉ぃ﹣砣ィ曳浅Ｓ幸?guī)律。于是懷著好奇心，登上了浮槎乘槎而去。開始還能看見岸邊山勢依稀，后漸行漸遠，一派朦朧。十幾天后，海晏風清，只見兩岸宮殿縹緲，織女穿梭，好一派天上仙境。期間還與牛郎對話，他問這是何方？牛郎告訴他蜀地嚴君平知道?；貋砗?，他遍訪四川，終見卦者嚴君平，對其訴說此事。嚴君平掐指一算，說某月某日有客星犯牛郎星。此人見日期正合，于是他堅信自己乘槎到了天河。 中國有許多民間故事，比如嫦娥奔月，比如牛郎織女，這些都在民間廣為傳播。而海上浮槎能通天庭，雖沒能傳播得那么廣泛，卻也成了文人騷客津津樂道的典故，以至于詩圣杜甫都在詩中多次吟詠。 5月3日在大海邊發(fā)射的嫦娥六號，經過幾天的浮槎歷程，也快要到達月球了，預祝它順利進入月球軌道。（寫于2024-5-7） 八、月球捕獲 當嫦娥六號進入地月轉移軌道的時候，專家們告訴我們，它還需要飛行五天才能到達月球。我算了一下，到今天傍晚飛滿四天，之后就是第五天的時間范疇了。也就是說，那關鍵的一腳剎車，很快就要來臨了。 我雖然知道在我國的航天技術面前，這真的是小菜一碟，根本不存在問題，但是我還是忍不住會想：這一腳剎車如果失敗了會是怎樣一個局面？ 剎車有輕有重。剎輕了，速度減得不夠，不能被月球捕獲，飛船掠過月球繼續(xù)前行。但只會進入一個比原來遠地點更近一點的地球軌道，所以一定是可以飛回地球的。剎重了，速度減得太多，一頭栽向月面，這個后果就很嚴重了。所以一定是一點一點地剎車，就像我們在地面上開車，凡是剎車最好是點剎。 當然，我的這些想法純屬杞人憂天。所有的軌道都是設計好的，什么時候剎車，用多大力剎車，都是由計算機控制的，完全用不著耽心。 我相信，明天早上醒來，一定有嫦娥六號成功進入繞月軌道的好消息在等著我們。（寫于2024-5-7） 九、阿波羅13 阿波羅登月發(fā)生在六十年代末、七十年代初期，那時我只有20歲左右。在那個年代，我們只能在《參考消息》上看到非常簡略的只言片語。真正了解阿波羅13號，是在八十年代中美關系解凍能看到詳細回憶文章之后的事了。 西方人普遍忌諱''13''這個數字，而偏偏就是在阿波羅13號時出現了大問題！大概情況就是當飛船在地月轉移軌道離地球32萬公里時，動力倉內一個氧氣罐發(fā)生了爆炸。直接結果，一是后續(xù)氧氣嚴重不夠用了，二是動力倉的火箭發(fā)動機可能不能用了。經過緊急評估，決定繞過月球，利用月球著陸倉的小型火箭發(fā)動機和燃料，重建返回軌道，直接回地球。此時的氧氣只夠使用兩天，而繞過月球返回地球需要四天。為了節(jié)約氧氣消耗，三個宇航員鉆進設計只能容納兩人的月球著陸倉。為了節(jié)約用電，他們更是呆在寒冷的環(huán)境里苦熬。因為爆炸損壞了空氣清潔裝置，飛船內二氧化碳濃度飆升。地面科學家在地面?zhèn)浞輦}內找到了修理和替代方案，指揮航天員們在狹小空間摸索著拼裝出了替代設備，解決了這個致命的問題。最后還利用月球著陸倉剩余燃料縮短了返回地球的時間（由四天縮短到三天），讓三名宇航員安全返回。 人類在探索宇宙奧秘的征程上，等待著我們的，從來就不是一條坦途。（寫于2024-5-8）注：本文剛寫完，就看見中央電視臺打出了字幕，通報嫦娥六號已經完成近月制動，成功進入繞月軌道。 十、廣寒宮 ''明月幾時有，把酒問青天。不知天上宮闕，今夕是何年。我欲乘風歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒。'' 每當吟起蘇軾的這首《水調歌頭》，我都會將目光聚在云端的那輪明月上：嫦娥奔月，玉兔搗藥，吳剛伐桂……一幕幕民間傳說在腦海中相繼出現。 廣寒宮，這個在中華文化中被蒙上了神秘面紗的地方，在二十一世紀卻有望成為現實。嫦娥六號的奔月，開啟的是中國對月球新一輪的探索，目標是在月球南極建立月球空間站。不管這個空間站是否會被命名為''廣寒宮''，它一旦建成，必將成為我們探索月球的大本營，甚至還會是進一步探索火星的出發(fā)地。到那時，這里必然是人來人往，誰還會發(fā)''高處不勝寒''的感慨？ 和蘇軾相隔一千多年后的二十世紀，又有一位偉大詩人出現。在他的名篇《蝶戀花》中，寫下了在中國家喻戶曉的名句：''我失驕楊君失柳，楊柳輕揚直上重霄九。問訊吳剛何所有，吳剛捧出桂花酒。寂寞嫦娥舒廣袖，萬里長空且為忠魂舞''。我相信，類似這樣溫馨的場景，一定會于不久的將來，出現在我們中國的月球空間站！（寫于2024-5-9） 十一、蔚藍星球 前兩天，嫦娥六號成功進入繞月軌道，網絡上就出現了一張照片。照片近景是無比荒蕪的月球，而遠景則是我們的蔚藍星球。強烈對比之下，心中涌起一種難以言表的情緒。 從古以來，人們望著天空的明月，幻想著月亮上神話的世界，似乎那里有著世間無法比擬的天堂。 仰仗著現代科學，我們終于明白了：月亮上什么都沒有，沒有宮殿，沒有河流，沒有空氣，沒有生命，甚至沒有一丁點的聲音。 和月球相比，我們賴以生存的地球卻是如此地美好。我們有山川河流，有鳥語花香，有藍天白云，還有春夏秋冬。我們有宇宙中獨一無二的家園，我們還有什么不滿足的呢？ 人類面對如此凄涼的月球，卻還是一次一次地、不屈不撓地嘗試著去探索它，征服它，因為我們需要了解整個宇宙。 我們在破解這些宇宙之謎的同時，我們是不是應該更好地保護好我們的無價之寶——這個如伊甸園般的蔚藍星球？（寫于2024-5-10）

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